Adeus Placas Dedicadas? GPUs Integradas Revolucionam os Games!

Deixe de lado a ideia de investir numa placa gráfica dedicada, pois em breve poderá jogar sem necessitar dela. Pelo menos, se fizer parte dos 90% dos jogadores que ainda preferem resoluções de 1080p ou inferiores. Os recentes avanços tecnológicos da Intel e da AMD indicam que as suas GPUs integradas estão prestes a revolucionar o mercado das placas gráficas de baixo custo.

Por que as iGPUs são tradicionalmente mais lentas?

Existem dois fatores principais: a memória e a dimensão do chip.

O ponto da memória é simples: quanto mais rápida a memória, melhor o desempenho. As iGPUs não usufruem das vantagens de tecnologias de memória de ponta como a GDDR6 ou a HBM2, dependendo da RAM do sistema, que é partilhada com os restantes componentes do computador. Esta limitação deve-se sobretudo ao custo elevado de integrar esse tipo de memória diretamente no chip, sendo que as iGPUs são geralmente destinadas a utilizadores com orçamentos mais limitados. Esta situação não deverá mudar a curto prazo, pelo menos não pelo que sabemos, mas melhorias nos controladores de memória poderão permitir o uso de RAM mais rápida, impulsionando o desempenho das iGPUs de última geração.

O segundo aspeto, a dimensão do chip, é onde reside a grande mudança em 2019. Os chips das GPUs são substancialmente maiores do que os dos CPUs, e chips grandes representam um desafio na produção de silício. A razão é simples: quanto maior a área, maior a probabilidade de defeitos, e um defeito num chip pode inutilizar todo o CPU.

O exemplo (hipotético) abaixo demonstra que duplicar a dimensão do chip acarreta uma redução significativa na taxa de rendimento, pois cada defeito afeta uma área maior. Dependendo da localização dos defeitos, estes podem tornar todo o CPU inutilizável. Este exemplo não é um exagero; em certos CPUs, os gráficos integrados podem ocupar quase metade do chip.

O espaço do chip é comercializado a preços elevados aos fabricantes de componentes, tornando difícil justificar um grande investimento num iGPU superior quando esse espaço poderia ser utilizado para outros fins, como aumentar o número de núcleos. A tecnologia existe, mas se a Intel ou a AMD decidissem criar um chip com 90% de GPU, o rendimento com um design monolítico seria tão baixo que não compensaria.

A Revolução dos Chiplets

Tanto a Intel como a AMD apresentaram as suas soluções, que são bastante semelhantes. Devido às taxas de defeito mais elevadas nos novos processos de fabricação, ambas as empresas optaram por dividir os chips em partes mais pequenas e juntá-las posteriormente. Embora cada empresa adote uma abordagem ligeiramente diferente, ambas as estratégias solucionam o problema da dimensão do chip, permitindo a produção de chips mais pequenos e baratos, que são depois montados na embalagem final do CPU.

A Intel parece estar a utilizar esta abordagem principalmente como forma de reduzir custos. A sua arquitetura não deverá sofrer grandes alterações, mas esta técnica permite que a empresa escolha em que nó fabricar cada parte do CPU. Contudo, existem planos para expandir a iGPU, com o próximo modelo Gen11 a apresentar “64 unidades de execução melhoradas, mais do dobro dos gráficos Intel Gen9 anteriores (24 EUs), concebidos para ultrapassar a barreira de 1 TFLOP”. Um TFLOP de desempenho não é impressionante, dado que os gráficos Vega 11 do Ryzen 2400G atingem 1,7 TFLOPS, mas as iGPUs da Intel têm tradicionalmente ficado atrás da AMD, por isso qualquer melhoria é bem-vinda.

APUs Ryzen: Potenciais Destruidoras do Mercado

A AMD, detentora da Radeon, o segundo maior fabricante de GPUs, integra os seus produtos nas APUs Ryzen. As tecnologias futuras da empresa são promissoras, especialmente com as melhorias de 7 nm que se avizinham. Os rumores apontam para que os próximos chips Ryzen também utilizem chiplets, mas de forma diferente da Intel. Os chips da AMD são partes totalmente separadas, ligadas através da interconexão multifuncional “Infinity Fabric”, o que oferece maior modularidade face ao design da Intel (com o custo de uma latência ligeiramente superior). A empresa já utilizou chiplets com sucesso nos CPUs Epyc de 64 núcleos, anunciados no início de novembro.

Segundo algumas informações recentes, a próxima linha Zen 2 da AMD inclui o 3300G, um chip com um chip de CPU de oito núcleos e um chip gráfico Navi 20 (a sua próxima arquitetura gráfica). Se isto se confirmar, este único chip poderá substituir as placas gráficas de entrada. O 2400G, com unidades de computação Vega 11, já consegue taxas de fotogramas jogáveis na maioria dos jogos a 1080p, e o 3300G deverá ter quase o dobro das unidades de computação, além de utilizar uma arquitetura mais recente e mais rápida.

Esta hipótese não é apenas especulação; faz muito sentido. O design da AMD permite conectar praticamente qualquer número de chiplets, com as únicas limitações a serem a energia e o espaço na embalagem. A empresa deverá utilizar dois chiplets por CPU e para criar a melhor iGPU do mundo, bastaria substituir um desses chiplets por uma GPU. Esta estratégia seria vantajosa não só para os jogos de PC, mas também para as consolas, uma vez que a AMD fabrica as APUs para as linhas Xbox One e PS4.

A AMD poderia até incorporar memória gráfica mais rápida no chip, como uma espécie de cache L4, mas provavelmente voltará a usar a RAM do sistema, esperando melhorar o controlador de memória nos produtos Ryzen de terceira geração.

Independentemente do que aconteça, tanto a Intel como a AMD têm mais espaço para trabalhar nos seus chips, o que deverá conduzir a melhorias significativas. Mas quem sabe, talvez ambas as empresas decidam simplesmente incluir o máximo de núcleos de CPU possível, tentando manter a Lei de Moore viva por mais algum tempo.